Elucidation of the pathogenesis of ulcerative colitis using an early-onset model of human artificial intestine

利用早发型人类人工肠模型阐明溃疡性结肠炎的发病机制

• 批准号: 22K08862
• 负责人: 神山 篤史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08862/
• 关键词: 潰瘍性大腸炎; 人工腸; 腸内細菌叢; 抗菌ペプチド; 回腸嚢炎

潰瘍性大腸炎(UC)の発生メカニズムを解明するために、UCの発症の早期病態モデルと想定される回腸嚢炎に着目して研究を行なっている。UCの発症には、外的因子（腸内胆汁酸組成や腸内細菌叢の変化など）と宿主因子（遺伝的背景、内因性抗菌ペプチドなど）のインバランスに加えて、未だ特定されていない宿主由来の因子が発症に関与することが推察されてきた。しかし、UCの早期発症モデルは現時点では存在しない。これまで大腸全摘術を施行後の慢性期にはUCに回腸嚢炎が特異的に発生することが分かって来ており、回腸嚢炎はまさにUCの発症早期モデルになりうると考えて申請者らは研究を行っている。本年度は人工腸をより生体に近い条件とするべく予備実験を中心に行った。まずは既報で抗菌ペプチドであるβディフェンシンを腸管上皮細胞から誘導することが知られているLactobacillus helveticus SBT217を用いて人工腸における誘導条件を検討することとした。また、iPS細胞で行う前にヒト結腸癌由来細胞株Caco-2を用いた人工腸モデルにて抗菌ペプチドの誘導を行い条件設定を行っている。一方で、人工腸の条件設定と並行してiPS細胞の作成を行っている。コントロールとしての健常人由来のiPS細胞を小腸上皮細胞への分化誘導を行ない、小腸としての機能発現を確認している。また、大腸での炎症発現の検討も考慮して大腸オルガノイドの作成も行っている。次年度は、iPS細胞を用いた人工腸による実験系を確立した上でUCの起炎菌とされる腸内細菌および患者由来の便との共培養を行って炎症発現を検証していく予定である。既に健常人およびUC患者両者からのiPS細胞を用意している。

为了阐明溃疡性结肠炎（UC）的发生机制，我们正在进行针对储袋炎的研究，认为储袋炎是UC发病的早期病理模型。 UC的发生是由外在因素（如肠道胆汁酸组成和肠道微生物群的变化）和宿主因素（如遗传背景和内源性抗菌肽）之间的不平衡以及尚未明确的因素引起的。推测宿主衍生因素与该疾病的发生有关。然而，目前尚无 UC 的早发模型。已知储袋炎在全结肠切除术后的慢性阶段特异发生，并且申请人认为储袋炎可以作为UC早期发病的模型进行研究。今年，我们重点进行了前期实验，让人工肠道更加接近生活条件。首先，我们决定使用瑞士乳杆菌 SBT217 来研究人工肠道的诱导条件，已知该细菌可以诱导肠上皮细胞产生抗菌肽 β-防御素。此外，在使用iPS细胞之前，我们使用人结肠癌衍生细胞系Caco-2诱导抗菌肽并在人工肠模型中设定条件。与此同时，在为人造肠创造条件的同时，他们也在创造 iPS 细胞。作为对照，来自健康个体的iPS细胞被诱导分化为小肠上皮细胞，并确认了小肠功能的表达。考虑到结肠炎症的发展，我们还在创建结肠类器官。明年，我们计划利用iPS细胞建立一个使用人工肠道的实验系统，然后将被认为导致UC的肠道细菌与患者的粪便进行共培养，以验证炎症的表达情况。他们已经拥有来自健康人和 UC 患者的 iPS 细胞。